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一，潮湿对电子元器件造成的危害) `6 `& C1 K. u; ]8 n
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当电子元器件朝着小型化和廉价化方向发展，塑料封装就成为了一项标准做法。但潮湿气体会透过封装材料及元器件的接合面进入到器件的内部，一方面造成内部电路氧化腐蚀短路，另一方面当SMD器件吸湿度率达到0.1wt%时，在电子元器件组装焊接过程中的高温会使进入IC内部的潮湿气体受热膨胀产生足够的压力，使塑料从芯片或引脚框上的内部分离(脱层)、线捆接损伤、芯片损伤、和不会延伸到元件表面的内部裂纹等。甚至裂纹会延伸到元件的表面，最严重的情况就是元件鼓胀和爆裂，又称为“爆米花”，这将导致返修甚至要废弃该组装件。更为重要的是那些看不见的、潜在的缺陷会溶入到产品中去。
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非IC类电子元器件也会受到潮湿的危害。如印刷电路板吸湿度率达到0.2wt%时，也会导致裂纹和分层；继电器的触点受潮氧化，导致接触不良；硅晶体氧化；其它诸如陶瓷器件、液晶器件、石英器件、光电器件、红外与激光器件、连接线、接插件等等，都会受到潮湿的危害。
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) X: b7 C# s4 J* L" S/ A 潮湿对电子元器件的危害，已成为一项非常严峻的事情，随着潮湿敏感性元件使用的增加，诸如薄的密间距元件(fine-pitch device)和球栅阵列(BGA, ball grid array)，这个问题就越严重。
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! { l& i/ U. s9 z3 D8 U! D二，关于IPC-M-109标准
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为确保潮湿气体不进入器件中，美国电子工业联合会（IPC）和电子元件焊接工程协会（JEDEC）之间共同研究制定和发布了 IPC-M-109, 潮湿敏感性元件标准和指引手册。
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2 i, K* r* Q4 V6 V) l# ~ IPC-M-109统一和修订了两个以前的标准：IPC-SM-786 和JEDEC-JESD-22-A112（这两个文件现在都过时了）。新的标准包含有许多重要的增补与改动。5 l# o1 i" r; I. c4 p
5 [1 O% {: F, d+ h) s2 ?6 r1 Y IPC-M-109包括以下七个文件，其中关于潮湿敏感元件防护的文件有：- T y! V: V4 I c& S! m* I, `
! ?4 `$ j' W- M0 C g% H4 u（1），IPC/JEDEC J-STD-020 塑料集成电路(IC)SMD的潮湿/回流敏感性分类
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该文件的作用是帮助制造厂商确定元器件对潮湿的敏感性，并列出了八种潮湿分级和车间寿命(floor life)。4 ]9 r- t- q5 V) Y8 B
4 ~$ F. M: t+ ], y潮湿敏感水平 SMD防湿包装拆开后暴露的环境 车间寿命：
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* w% |( l7 G& d6 [ 1 级 暴露于小于或等于30°C/85% RH 没有任何车间寿命
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. L4 F2 Z3 d2 c7 _- t 2 级 暴露于小于或等于30°C/60% RH 一年车间寿命
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5 k1 I2 Q: v/ j# q3 M6 x 2a 级 暴露于小于或等于30°C/60% RH 四周车间寿命( G( U; P6 y4 o, e" y# L
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3 级 暴露于小于或等于30°C/60% RH 168小时车间寿命5 _& _' j3 C- ~. {0 @
3 \4 h$ v& C2 q* H 4 级 暴露于小于或等于30°C/60% RH 72小时车间寿命9 S' K6 Y k7 F4 [3 [
+ `4 D% g- T- _9 k( a6 { 5 级 暴露于小于或等于30°C/60% RH 48小时车间寿命
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5a 级 暴露于小于或等于30°C/60% RH 24小时车间寿命) o- ^3 g- u9 @, P9 H& {7 i4 O+ g
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6 级 暴露于小于或等于30°C/60%RH 72小时车间寿命# Y/ t9 a+ R- h* N: Y& Q' E
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(对于6级，元件使用之前必须经过烘焙，并且必须在潮湿敏感注意标贴上所规定的时间限定内回流。). s: I/ F+ ]1 \. b* v) D$ l
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增重(weight-gain)分析用来确定确定一个估计的车间寿命，而失重(weight-loss)分析用来确定需要用来去掉过多元件潮湿的干燥时间
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6 C3 h l+ V! u. r) k; g' M3 I7 P6 K（2），IPC/JEDEC J-STD-033 潮湿/回流敏感性SMD的处理、包装、装运和使用标准" ?- `2 N% V+ P4 n
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该文件提供处理、包装、装运和干燥潮湿敏感性元件的推荐方法。
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干燥包装涉及将潮湿敏感性元件与去湿剂、湿度指示卡和潮湿敏感注意标贴一起密封在防潮袋内。标贴含有有关特定温度与湿度范围内的货架寿命、包装体的峰值温度(220°C或235°C)、开袋之后的暴露时间、关于何时要求烘焙的详细情况、烘焙程序、以及袋的密封日期。; }- U# ~8 l/ p f& ?
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潮湿敏感水平为1 级的，装袋之前干燥是可选的，装袋与去湿剂是可选的、标贴是不要求的，除非元件分类到235°C的回流温度。
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潮湿敏感水平为2 级的，装袋之前干燥是可选的，装袋与去湿剂是要求的、标贴是要求的。
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: Y I" w" R5 {* r1 D* O 潮湿敏感水平为2a ~ 5a 级的，装袋之前干燥是要求的，装袋与去湿剂是要求的、标贴是要求的。% Z: Y: o% G/ b( p1 K6 ]1 c, K
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潮湿敏感水平为6 级的。装袋之前干燥是可选的，装袋与去湿剂是可选的、标贴是要求的。
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IPC的干燥包装之前的预烘焙推荐是：
" h5 d( v% A9 `; u4 N3 r1 d. r* P" V$ ^4 M0 ^; F( w
包装厚度小于或等于1.4mm：对于2a-5a 级别，125°C的烘焙时间范围8~28小时，或150°C烘焙4-14小时。, [* g* P# [8 u- M+ W V3 x3 K0 v
7 K! z. u2 M# p& e7 A# ^
包装厚度小于或等于2.0mm：对于2a-5a 级别，125°C的烘焙时间范围23-48小时，或150°C烘焙11-24小时。
* J0 B; _5 @ N5 R3 B3 F$ r
n3 g, h a F$ [+ T5 V5 o 包装厚度小于或等于4.0mm：对于2a-5a 级别，125°C的烘焙时间范围48小时，或150°C烘焙24小时。
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3 b# I2 C2 Y, \7 |, ~6 x IPC的车间寿命过期之后的后烘焙推荐是：$ ^# _+ B, D/ i# E# _
" I8 h1 O3 L. X# B& e6 m 包装厚度小于或等于1.4mm：对于2a ~5a 级别，125°C的烘焙时间范围4~14小时，或40°C烘焙5~9天。# F0 b M# h0 M4 G
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包装厚度小于或等于2.0mm：对于2a ~5a 级别，125°C的烘焙时间范围18~48小时，或40°C烘焙21~68天.& K0 c! {$ p# P& |
- U: K1 s) v& U: [; |
包装厚度小于或等于4.0mm：对于2a ~5a 级别，125°C的烘焙时间范围48小时，或40°C烘焙67或68天。
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元件干燥使用常温干燥箱去湿或烘焙两种方法之一。
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: [- \8 H6 G( H$ E 烘焙去湿
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烘焙比比较复杂。基于潮湿敏感水平级别不同和包装厚度的不同，有一些干燥包装前的预焙的推荐方法。但指出烘焙温度可能造成引脚氧化或引起过多的金属间增生(intermetallic growth)从而降低引脚的可焊接性。并不要将元件存储在烘焙温度下的炉子内。
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常温干燥箱去湿：
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对于潮湿敏感水平为2-4级的防湿包装拆开后的SMD，如暴露在小于或等于30°C/60% RH环境下，将其放入湿度为10%RH的常温干燥箱中，经过暴露时间 X 5倍的除湿保管时间，可以恢复原来的车间寿命。
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对于潮湿敏感水平为5-5a级的防湿包装拆开后的SMD，如暴露在小于或等于30°C/60% RH环境下，将其放入湿度为10%RH的常温干燥箱中，经过暴露时间 X 10倍的除湿保管时间，可以恢复原来的车间寿命
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( d0 H/ L+ D" D（3），IPC-9503 非IC元件的潮湿敏感性分类4 v5 s; M+ R4 d
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该文件的作用是帮助制造厂商确定非IC元件的电子元器件对潮湿的敏感性和防护要求。& [9 ~* E2 r( H
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三，结论1 g( z+ i$ i' w
E& Z, G! |4 n, | IPC-M-109为电子制造厂商潮湿对电子元器件的危害问题提供了标准和方法,只要认真贯彻执行，可将有效地将潮湿对电子元器件的危害降到最低程度。
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) `* z4 u& y; D; N t/ N- X8 n文/东莞爱酷防潮设备科技有限公司-黄9 l/ w# ~! O% A+ \* ?: X
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发表于 2012-10-15 09:31
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